初学 Java Web 开发,请远离各种框架,从 Servlet 开始(转)
本文是OSChina开源中国老大“红薯”写的,觉得对新手非常有用,转来慢慢看。
OSCHINA 软件库有一个分类——Web框架,该分类中包含多种编程语言的将近500个项目。
Web框架是开发者在使用某种语言编写Web应用服务端时关于架构的最佳实践。很多Web框架是从实际的Web项目抽取出来的,仅和Web的请求和响应处理有关,形成一个基础,在开发别的应用项目的时候则可以从这个剥离出来的基础做起,让开发者更关注更具体的业务问题,而不是Web的请求和响应的控制。
框架很多,但套路基本类似,帮你隐藏很多关于 HTTP 协议细节内容,专注功能开发。
但对一个初学者来说,过早的接触框架往往是事倍功半!同样一个问题,换一种框架你可能需要从头开始研究。
下面是针对初学 Java 开发 Web 过程一些个人见解和思路,高手可略过。
1. 基本要求:Java 编程基础
有良好的 Java 语言编程基础,这是必须的,在讨论 Web 开发技术时提了一个 Java 编程基础的问题会被鄙视的。
2. 环境准备 (Eclipse + Tomcat)
选择一个你喜爱的Servlet容器,或者说大一点就是应用服务器,推荐 Tomcat 、Resin 或者 Jetty 这些轻量级的产品。这三个产品下载 zip 包解压后就可以用了。如果你不熟悉 Tomcat 的话请不要使用 exe 版本的 Tomcat,那会徒增很多烦恼。也不建议在 Eclipse 等一些开发环境中集成 Tomcat 的做法,也会徒增烦恼。
把应用服务器启动起来并能访问到其默认的页面为准。
关于开发工具
不推荐使用 MyEclipse 和 Eclipse 的 JEE 版本,徒增烦恼、运行缓慢而且还让你无法了解 Web 项目的结构。普通的 Eclipse 或者你喜欢的开发工具就足够了,能支持普通 Java 项目开发即可。
为了方便,我做了一个最基本的Java 项目 —— ServletDemo.zip ,你可将它导入到 Eclipse 里就是一个完整的、最简单的 Web 项目。
然后将下面 XML 内容替换 Tomcat 下的 conf/server.xml 文件:
<?xml version='1.0' encoding='utf-8'?> <Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN"> <Service name="Catalina"> <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1" connectionTimeout="20000" redirectPort="8443" URIEncoding="UTF-8"/> <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost"> <Host name="localhost"> <Context path="" docBase="D:\WORKDIR\ServletDemo\webapp" reloadable="true"/> </Host> </Engine> </Service> </Server>
其中 D:\WORKDIR\ServletDemo 替换为你导入的项目路径,再次启动 Tomcat 后在浏览器打开 http://localhost:8080/hello 便可看到 Hello World 的输出信息。
3. 了解 Servlet 和 Filter
好了,我已经把环境搭起来了,接下来该干嘛呢?
前面的步骤为的是搭建一个测试的环境,然后让你了解一个最基本的 Java Web 项目的结构。
一个最基本的 Java Web 项目所需的 jar 包只需要一个 servlet-api.jar ,这个 jar 包中的类大部分都是接口,还有一些工具类,共有 2 个包,分别是 javax.servlet 和 javax.servlet.http。我把这个jar包放到了 webapp 目录外的一个独立 packages 文件夹里,这是因为所有的 Servlet 容器都带有这个包,你无需再放到Web项目里,我们放到这里只不过是编译的需要,运行是不需要的。如果你硬是把 servlet-api.jar 放到 webapp/WEB-INF/lib 目录下,那么 Tomcat 启动时还会报一个警告信息。
Java Web 项目还需要一个非常重要的配置文件 web.xml ,在这个项目中已经被我最小化了,只保留有用的信息:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE web-app PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN" "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd"> <web-app> <servlet> <servlet-name>hello_world</servlet-name> <servlet-class>demo.HelloServlet</servlet-class> <load-on-startup>1</load-on-startup> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>hello_world</servlet-name> <url-pattern>/hello</url-pattern> </servlet-mapping> </web-app>
每个 servlet 都必须在 web.xml 中定义并进行 URL 映射配置,早期 Java 开发 Web 在没有框架满天飞的时候,这个文件会定义了大量的 servlet,或者有人为了省事干脆来一个 /servlet/* 来通过类名直接调用 Servlet。
Servlet 规范里还有另外一个非常重要而且非常有用的接口那就是 Filter 过滤器。
下面是一个最简单的 Filter 类以及相应的定义方法:
package demo; import java.io.IOException; import javax.servlet.Filter; import javax.servlet.FilterChain; import javax.servlet.FilterConfig; import javax.servlet.ServletException; import javax.servlet.ServletRequest; import javax.servlet.ServletResponse; import javax.servlet.http.HttpServletRequest; public class HelloFilter implements Filter { @Override public void init(FilterConfig arg0) throws ServletException { System.out.println("Filter 初始化"); } @Override public void doFilter(ServletRequest req, ServletResponse res, FilterChain chain) throws IOException, ServletException { HttpServletRequest request = (HttpServletRequest)req; System.out.println("拦截 URI="+request.getRequestURI()); chain.doFilter(req, res); } @Override public void destroy() { System.out.println("Filter 结束"); } }
在 web.xml 中的配置必须放在 Servlet 的前面:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <!DOCTYPE web-app PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web Application 2.3//EN" "http://java.sun.com/dtd/web-app_2_3.dtd"> <web-app> <filter> <filter-name>helloFilter</filter-name> <filter-class>demo.HelloFilter</filter-class> </filter> <filter-mapping> <filter-name>helloFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping> <servlet> <servlet-name>hello_world</servlet-name> <servlet-class>demo.HelloServlet</servlet-class> <load-on-startup>1</load-on-startup> </servlet> <servlet-mapping> <servlet-name>hello_world</servlet-name> <url-pattern>/hello</url-pattern> </servlet-mapping> </web-app>
访问 http://localhost:8080/hello 时看看 Tomcat 控制台有何输出信息。
4. Servlet 和 HTTP 的对应关系
Servlet 是 J2EE 最重要的一部分,有了 Servlet 你就是 J2EE 了,J2EE 的其他方面的内容择需采用。而 Servlet 规范你需要掌握的就是 servlet 和 filter 这两项技术。绝大多数框架不是基于 servlet 就是基于 filter,如果它要在 Servlet 容器上运行,就永远也脱离不开这个模型。
为什么 Servlet 规范会有两个包,javax.servlet 和 javax.servlet.http ,早先设计该规范的人认为 Servlet 是一种服务模型,不一定是依赖某种网络协议之上,因此就抽象出了一个 javax.servlet ,同时在提供一个基于 HTTP 协议上的接口扩展。但是从实际运行这么多年来看,似乎没有发现有在其他协议上实现的 Servlet 技术。
javax.servlet 和 javax.servlet.http 这两个包总共加起来也不过是三十四个接口和类。你需要通过 J2EE 的 JavaDoc 文档 熟知每个类和接口的具体意思。特别是下面几个接口必须熟知每个方法的意思和用途:
HttpServlet
ServetConfig
ServletContext
Filter
FilterConfig
FilterChain
RequestDispatcher
HttpServletRequest
HttpServletResponse
HttpSession
一些 Listenser 类
再次强调 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 这两个接口更应该是烂熟于心。
如果你从字面上无法理解某个方法的意思,你可以在前面那个项目的基础上做实验看看其输出,再不行你可以到讨论区提问,这样的提问非常明确,很多人都可以帮到你。
为什么我这么强调 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 这两个接口,因为 Web 开发是离不开 HTTP 协议的,而 Servlet 规范其实就是对 HTTP 协议做面向对象的封装,HTTP协议中的请求和响应就是对应了 HttpServletRequest 和 HttpServletResponse 这两个接口。
你可以通过 HttpServletRequest 来获取所有请求相关的信息,包括 URI、Cookie、Header、请求参数等等,别无它路。因此当你使用某个框架时,你想获取HTTP请求的相关信息,只要拿到 HttpServletRequest 实例即可。
而 HttpServletResponse接口是用来生产 HTTP 回应,包含 Cookie、Header 以及回应的内容等等。
5. 再谈谈 Session
HTTP 协议里是没有关于 Session 会话的定义,Session 是各种编程语言根据 HTTP 协议的无状态这种特点而产生的。其实现无非就是服务器端的一个哈希表,哈希表的Key就是传递给浏览器的名为 jsessionid 的 Cookie 值。
当需要将某个值保存到 session 时,容器会执行如下几步:
a. 获取 jsessionid 值,没有的话就生成一个,也就是 request.getSession() 这个方法
b. 拿到的 HttpSession 对象实例就相当于一个哈希表,你可以往哈希表里存放数据(setAttribute)
c. 你也可以通过 getAttribute 来获取某个值
而这个名为 jsessionid 的 Cookie 在浏览器关闭时会自动删除。把 Cookie 的 MaxAge 值设为 -1 就能达到浏览器关闭自动删除的效果。
6. 关于 JSP
首先我已经不用 JSP 很多年了,现在一直是使用 Velocity 模板引擎。
任何一个 JSP 页面在执行的时候都会编译成一个 Servlet 类文件,如果是 Tomcat 的话,这些生成的 java 文件会放置在 {TOMCAT}/work 目录下对应项目的子目录中,例如 Tomcat 生成的类文件如下:
package org.apache.jsp; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; import javax.servlet.jsp.*; import java.util.*; public final class test_jsp extends org.apache.jasper.runtime.HttpJspBase implements org.apache.jasper.runtime.JspSourceDependent { private static final JspFactory _jspxFactory = JspFactory.getDefaultFactory(); private static java.util.List<String> _jspx_dependants; private javax.el.ExpressionFactory _el_expressionfactory; private org.apache.tomcat.InstanceManager _jsp_instancemanager; public java.util.List<String> getDependants() { return _jspx_dependants; } public void _jspInit() { _el_expressionfactory = _jspxFactory.getJspApplicationContext(getServletConfig().getServletContext()).getExpressionFactory(); _jsp_instancemanager = org.apache.jasper.runtime.InstanceManagerFactory.getInstanceManager(getServletConfig()); } public void _jspDestroy() { } public void _jspService(final HttpServletRequest request, final HttpServletResponse response) throws java.io.IOException, ServletException { final PageContext pageContext; HttpSession session = null; final ServletContext application; final ServletConfig config; JspWriter out = null; final Object page = this; JspWriter _jspx_out = null; PageContext _jspx_page_context = null; try { response.setContentType("text/html;charset=utf-8"); pageContext = _jspxFactory.getPageContext(this, request, response, null, true, 8192, true); _jspx_page_context = pageContext; application = pageContext.getServletContext(); config = pageContext.getServletConfig(); session = pageContext.getSession(); out = pageContext.getOut(); _jspx_out = out; out.write("\r\n"); out.write("<html>\r\n"); out.write(" <title>Test</title>\r\n"); out.write(" <style>\r\n"); out.write(" </style> \r\n"); out.write(" <body>\r\n"); out.write("<h1>Test Demo (oschina)</h1>\r\n"); out.write("<table cellspacing=\"1\" cellpadding=\"5\">\r\n"); Enumeration Names=request.getHeaderNames(); while(Names.hasMoreElements()) {String name=(String)Names.nextElement(); String value=request.getHeader(name); out.write("\r\n"); out.write(" <tr>\r\n"); out.write(" <td>"); out.print(name); out.write("</td>\r\n"); out.write(" <td>"); out.print(value); out.write("</td>\r\n"); out.write(" \r\n"); out.write(" </tr>\r\n"); out.write(" "); } out.write("\r\n"); out.write("</table>\r\n"); out.write(" </body>\r\n"); out.write("</html>"); } catch (Throwable t) { if (!(t instanceof SkipPageException)){ out = _jspx_out; if (out != null && out.getBufferSize() != 0) try { out.clearBuffer(); } catch (java.io.IOException e) {} if (_jspx_page_context != null) _jspx_page_context.handlePageException(t); } } finally { _jspxFactory.releasePageContext(_jspx_page_context); } } }
在 servlet 中有一个包 javax.servlet.jsp 是跟 JSP 相关的一些接口规范定义。JSP 比 Servlet 方便的地方在于可直接修改立即生效,不像 Servlet 修改后必须重启容器才能生效。
因此 JSP 适合用来做视图,而 Servlet 则适合做控制层。
7. 总结
罗哩罗嗦一大堆,归纳一下就是下面几点:
熟知 Servlet 规范之前,请不要学习任何框架
使用最简单的工具,不要任何向导和可视化
熟知 HTTP 协议
等你真的掌握了 Servlet 规范再去看框架,便会觉得一些都小菜。总之一点:不要被框架牵着鼻子走,框架是你的工具,它应该听你的!